LED芯片及其制备方法技术

本发明专利技术实施例提供一种LED芯片及其制备方法，所述LED芯片包括：一导电载片，用于作为所述LED芯片的金属衬底；一N型接触电极，位于所述导电载片之上；一Ag基底层，位于所述N型接触电极之上；一P型接触电极，位于所述Ag基底层之上的一开槽中；一P型GaN基半导体层，位于所述Ag基底层之上；一N型GaN基半导体层，位于所述P型GaN基半导体层之上，所述N型接触电极通过所述P型GaN基半导体层的贯通孔与所述N型GaN基半导体层电气连接。本发明专利技术实施例可以使LED芯片电流分布更均匀，并提高光效。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种LED芯片及其制备方法。
技术介绍
发光二极管(LED)是半导体照明技术的核心，其发光是由pn结在注入高密度电流时的电子和空穴复合而产生的。简单的同质结构Pn结不易得到高效率，因为pn结材料间的折射率之差低，光的阈值也低。双异质结可以提高效率，Pn结材料与有源层材料不同，带隙较高，可以得到较高的折射率之差，所辐射的光不但强而且半高宽较窄。目前，LED的有源层都采用了量子阱结构，其厚度减小到与德布罗意波长相近时，量子效应显现，其带隙不连续。同时，量子阱材料可以改变晶格不匹配以产生压缩性或者伸张性应变，这些应变可以改变波长并减少临界电流。 高功率GaN基白光LED的管芯是采用由禁带宽度不同的异质结材料制成的，其中折射率高的窄禁带材料作有源区，折射率宽禁带材料作限制层。典型的GaN基蓝光LED芯片，底层为具有高浓度自由电子的材料(掺Si的n型GaN)，然后生长多个具有起伏的较小带隙的量子讲薄层材料(l_30nm厚的InGaN/GaN),较小带隙的(InGaN)夹在较大带隙材料(GaN)之间，形成的量子阱实现电子和空穴的空间分离，在阱区形成有效的复合发光，发光波长对应较小的带隙材料(InGaN)。在有源层之上，生长高空穴浓度的材料(掺Mg的p型GaN)。正是异质结的这种带隙差和折射率差，实现了几乎完全的载流子和光的限制，非常有效地提高了载流子的注入效率、电子-空穴对的浓度和发光效率。要增加光取出效率，首先要增加内部量子效率，即产生的光子与进入pn结内的载流子之比，同时也要有高的外部量子效率，即产生的发光光子数目与穿越pn结的载流子数目之比。外部量子效率比内部量子效率低，原因之一是有些光在材料表面福射之前被吸收，而且光到达表面时只有低于临界角的光才能辐射，因此需要改进内部结构以利于电流分布以及减少光吸收。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种LED芯片及其制备方法，以使LED芯片电流分布更均匀，并提闻光效。一方面，本专利技术实施例提供了一种LED芯片，所述LED芯片包括—导电载片，用于作为所述LED芯片的金属衬底；一 N型接触电极，位于所述导电载片之上；一 Ag基底层，位于所述N型接触电极之上；一 P型接触电极，位于所述Ag基底层之上的一开槽中；— P型GaN基半导体层,位于所述Ag基底层之上；一 N型GaN基半导体层，位于所述P型GaN基半导体层之上，所述N型接触电极通过所述P型GaN基半导体层的贯通孔与所述N型GaN基半导体层电气连接。可选的，在本专利技术一实施例中，所述LED芯片还可以包括一绝缘层，覆盖所述N型接触电极，以隔绝所述N型接触电极与所述Ag基底层及其上的所述P型接触电极相接触。可选的，在本专利技术一实施例中，所述N型GaN基半导体层位于发光表面的一侧可以为粗糙的表面。可选的，在本专利技术一实施例中，所述导电载片的材质可以包括如下的一种或者多种铜及其合金、Si、AlN。可选的，在本专利技术一实施例中，所述贯通孔可以为多个。另一方面，本专利技术实施例提供了一种LED芯片的制备方法，所述方法包括于一 GaN基LED外延片上的P型GaN基半导体层表面制作一 Ag基底层；于所述Ag基底层和所述P型GaN基半导体层中刻蚀贯通孔至所述GaN基LED外延片上的N型GaN基半导体层； 制作一 N型接触电极，使所述N型接触电极通过所述P型GaN基半导体层的贯通孔与所述N型GaN基半导体层电气连接；采用激光剥离蓝宝石GaN衬底后，将所述GaN基LED外延片倒置于一导电载片上；于所述Ag基底层之上制作一开槽，并于所述开槽中制作一 P型接触电极，以制作一 LED芯片。可选的，在本专利技术一实施例中，所述方法还可以包括于所述Ag基底层和所述P型GaN基半导体层中刻蚀贯通孔至所述GaN基LED外延片上的N型GaN基半导体层后，制作一绝缘层覆盖所述Ag基底层和所述贯通孔的侧壁。可选的，在本专利技术一实施例中，所述方法还可以包括于所述Ag基底层之上制作一开槽，并于所述开槽中制作一 P型接触电极后，对所述N型GaN基半导体层位于发光表面的一侧的表面进行表面粗化处理。可选的，在本专利技术一实施例中，所述将所述GaN基LED外延片倒置于一导电载片上，可以包括采用机械键合或电镀的方式，将所述GaN基LED外延片倒置于一导电载片上。可选的，在本专利技术一实施例中，所述于所述Ag基底层和所述P型GaN基半导体层中刻蚀贯通孔至所述GaN基LED外延片上的N型GaN基半导体层，可以包括于所述Ag基底层和所述P型GaN基半导体层中刻蚀多个贯通孔至所述GaN基LED外延片上的N型GaN基半导体层。上述技术方案具有如下有益效果因为采用激光剥离蓝宝石GaN衬底技术，将发光外延层转移到导电和导热性能良好的金属衬底上，制作垂直结构的GaN基白光LED芯片。N型接触电极通过P型GaN基半导体层贯通孔与N型GaN类半导体层电气连接。为了避免N型接触电极与P型接触电极以及起到光反射层作用的Ag基底层发生短路，在两电极间设有绝缘层。该结构使LED芯片电流分布更均匀，可有效提高光效和改善散热。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本专利技术实施例一种LED芯片结构示意图2为本专利技术实施例一种LED芯片的制备方法流程示意图；图3为本专利技术实施例基于图形衬底的横向外延过生长示意图；图4为本专利技术实施例N型接触电极通孔技术示意图；图5为本专利技术实施例器件发光面的粗化示意图；图6A-图6E为本专利技术实施例N电极通孔结构白光LED制作工艺过程示意图。具体实施例方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全 部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图I所示,为本专利技术实施例一种LED芯片结构示意图,所述LED芯片包括—导电载片，用于作为所述LED芯片的金属衬底；一 N型接触电极(可简称N电极)，位于所述导电载片之上；一 Ag基底层(又简称Ag反射镜)，位于所述N型接触电极之上；一 P型接触电极(可简称P电极)，位于所述Ag基底层之上的一开槽中；一 P型GaN基半导体层(可简称P-GaN)，位于所述Ag基底层之上；一 N型GaN基半导体层(可简称N-GaN)，位于所述P型GaN基半导体层之上，所述N型接触电极通过所述P型GaN基半导体层的贯通孔与所述N型GaN基半导体层电气连接。可选的，在本专利技术一实施例中，所述LED芯片还可以包括一绝缘层，覆盖所述N型接触电极，以隔绝所述N型接触电极与所述Ag基底层及其上的所述P型接触电极相接触。为了避免N型接触电极与P型接触电极以及起到光反射层作用的Ag基底层发生短路，在两电极间设有绝缘层。可选的，在本专利技术一实施例中，所述N型GaN基半导体层位于发光表面的一侧可以为粗糙的表面。该设计可增加光的取出效率。可选的，在本专利技术一实施例中，所述导电载片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED芯片，其特征在于，所述LED芯片包括：一导电载片，用于作为所述LED芯片的金属衬底；一N型接触电极，位于所述导电载片之上；一Ag基底层，位于所述N型接触电极之上；一P型接触电极，位于所述Ag基底层之上的一开槽中；一P型GaN基半导体层，位于所述Ag基底层之上；一N型GaN基半导体层，位于所述P型GaN基半导体层之上，所述N型接触电极通过所述P型GaN基半导体层的贯通孔与所述N型GaN基半导体层电气连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：房力，
申请(专利权)人：北京地调科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：